1、油氣田地面工藝技術(shù),2010年4月,第一部分：概述 第二部分：油田地面工藝技術(shù) 第三部分：氣田地面工藝技術(shù),第一部分：概述,一、地理位置,長(zhǎng)慶油田總部位于陜西省西安市，是中國(guó)石油十四個(gè)地區(qū)分公司之一，主營(yíng)鄂爾多斯盆地油氣勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和銷售業(yè)務(wù)。中國(guó)石油第二大油田。,鄂爾多斯盆地,西安,北京,5,長(zhǎng)慶油田的工作區(qū)域主要在鄂爾多斯盆地。位于我國(guó)中部，是我國(guó)第二大沉積盆地。盆地東起呂梁山，西抵賀蘭山，南到秦嶺北坡，北達(dá)陰山南麓，總面積37萬平方公里。,二、工作區(qū)域,15 萬平方公里,11萬平方公里,5萬平方公里,4萬平方公里,2萬平方公里,山西,油區(qū)屬內(nèi)陸干旱型氣候,最低氣溫-25,最高氣

2、溫38 , 年平均氣溫10 左右 ,年降水500-800mm ,凍土深度800-1300mm 。,三、自然條件,三、自然條件,油田主要以黃土原和沙漠為主，以中部的白于山和長(zhǎng)城一線為界，可分南、北兩大部分。,北部沙漠、草原及丘陵區(qū) 地勢(shì)相對(duì)平坦 海拔12001350m 南部黃土高原 溝壑縱橫、梁峁交錯(cuò) 黃土層厚100300m 海拔11001400m,西安,西安,侏羅系 延安組：延1延10 直羅組：直1 直4 三疊系 延長(zhǎng)組：長(zhǎng)1、2、3、4+5、 6、7、8、10,長(zhǎng)慶油區(qū)開發(fā)靖安、安塞、西峰、馬嶺、華池等28個(gè)油田，主要開采層系為侏羅系延安組和三疊系延長(zhǎng)組油層，共22個(gè)油層組，72個(gè)小層。,四

3、、開發(fā)層系,低滲：侏羅系滲透率 1010010-3m2 三疊系滲透率 0.12.010-3m2 低壓：壓力系數(shù) 0.650.75 地飽壓差較小 2.946.38MPa 低產(chǎn)：自然產(chǎn)能低或無自然產(chǎn)能,五、油藏特點(diǎn),密度：0.840.85g/cm3（50） 粘度：58mm2/s（50） 凝點(diǎn)：1422,原油物性,六、原油特性,采出水物性,礦化度高 312104mg/L 水型 主要為 CaCl 部分為 Na HCO3 和Na2SO4 成垢離子含量較高 1007000mg/L,低滲、低產(chǎn)加大了建設(shè)投入 萬噸產(chǎn)建井?dāng)?shù)多且區(qū)塊分散，造成地面建設(shè)站點(diǎn)多、線路長(zhǎng)，建設(shè)投入大。 采出水處理難度大、投資高 儲(chǔ)層孔

4、喉半徑僅0.40.8m，對(duì)注水和回注污水水質(zhì)要求非常高； 污水礦化度高，而且富含硫酸根、鈣、鋇、鍶等離子，易造成結(jié)垢、腐蝕； 采出水處理流程復(fù)雜，必須采取相應(yīng)的防腐措施。,七、開發(fā)難點(diǎn),自然環(huán)境惡劣 黃土高原溝壑縱橫、梁峁密布，地形極其破碎，濕陷性嚴(yán)重（個(gè)別地區(qū)達(dá)到四級(jí)），地下水資源匱乏，地面建設(shè)難度大。 欠發(fā)達(dá)地區(qū)依托條件差 油田所處地區(qū)主要以農(nóng)牧業(yè)為主，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，道路、交通、電力、通信條件差； 油田內(nèi)部水、電、路、信等系統(tǒng)均需自行建設(shè)。,七、開發(fā)難點(diǎn),開發(fā)難點(diǎn),第二部分：油田地面工藝,王窯集中處理站,長(zhǎng)慶油田自二十世紀(jì)七十年代以來，歷經(jīng)三十多年勘探開發(fā)，先后投入開發(fā)建設(shè)了馬嶺、華池、安

5、塞、靖安、吳起、西峰、姬塬等二十多個(gè)油田。在多年開發(fā)實(shí)踐中，基本形成了一套適用于（特）低滲透、低產(chǎn)油田、以及黃土高原復(fù)雜地形條件下的地面工藝技術(shù)，成功地控制了地面建設(shè)投資，確保了長(zhǎng)慶特低滲透油田的有效開發(fā)。,二、油田集輸流程,長(zhǎng)慶油田油氣集輸流程的發(fā)展大體上可劃分為四個(gè)階段：,1、開發(fā)初期的三管伴熱集輸流程,馬嶺油田開發(fā)始于七十年代，開發(fā)層系為侏羅系延安組，地面建設(shè)沿用當(dāng)時(shí)玉門油田的三管伴熱流程，采用“井口計(jì)量間(選油站)總站”三級(jí)布站方式。 流程投資高、能耗大，是開發(fā)初期一個(gè)短暫的過渡階段。,二、油田集輸流程,2、單井單管不加熱集輸流程-馬嶺模式,針對(duì)三管伴熱流程存在問題，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)油

6、氣混輸多項(xiàng)流特性有了初步的認(rèn)識(shí),對(duì)原油析蠟規(guī)律進(jìn)行了分析,突破了原油進(jìn)站溫度必須高于凝固點(diǎn)35的觀念。 創(chuàng)建“馬嶺油田地面建設(shè)模式”,二、油田集輸流程,采用 單井單管不加熱密閉集輸，投球清蠟、端點(diǎn)加藥、管道破乳、大罐沉降脫水等配套技術(shù) 首創(chuàng) 單井單管不加熱密閉集輸工藝流程 形成 井口計(jì)量站接轉(zhuǎn)站集中處理站的三級(jí)布站方式與傳統(tǒng)的三管流程相比，能耗大大下降，鋼材消耗下降40%，投資下降25%。,二、油田集輸流程,二、油田集輸流程,3、叢式井雙管不加熱集輸流程安塞模式,上世紀(jì)九十年代，在安塞探明上億噸貯量的大型低滲透油田,層系為三疊系延長(zhǎng)組，屬低滲（滲透率1.2910-3m2）、低壓（地層壓力系數(shù)0

7、.80.9）油藏。為了有效開發(fā),開展先導(dǎo)性開發(fā)試驗(yàn)、工業(yè)化開發(fā)試驗(yàn)。推廣了叢式鉆井，油層壓裂改造等多項(xiàng)新技術(shù)。地面工藝也在馬嶺模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)，將單管改為雙管，以閥組代替計(jì)量站。創(chuàng)建了叢式井雙管不加熱油氣集輸流程。,二、油田集輸流程,叢式井閥組密閉二級(jí)布站集輸流程,地面建設(shè)形成以“單、短、簡(jiǎn)、小、串”為技術(shù)特征；以叢式井閥組雙管不加熱密閉集輸為主要工藝流程；以閥組串閥組、接轉(zhuǎn)站串接轉(zhuǎn)站集油為主要配套技術(shù)；以“井口接轉(zhuǎn)站集中處理站”為主要布站方式的“安塞模式”。,二、油田集輸流程,與馬嶺模式相比，安塞模式由單井單管改為叢式井閥組雙管流程，取消了計(jì)量站，簡(jiǎn)化了接轉(zhuǎn)站。 地面工程投資占總

8、投資的比例由1988年的52.5%下降至1993年的36%，1995年下降至31.6%，平均為35.5%。,石油天然氣總公司在項(xiàng)目后評(píng)估時(shí)評(píng)價(jià)：“該項(xiàng)目所取得的成功經(jīng)驗(yàn)，為低滲透油田的經(jīng)濟(jì)開發(fā)提供了可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)和范例”。,二、油田集輸流程,4、叢式井單管不加熱集輸流程西峰模式,西峰油田是二十一世紀(jì)初，在隴東地區(qū)開發(fā)建設(shè)的又一個(gè)大型油田，在建設(shè)過程中，充分利用了適用技術(shù)，創(chuàng)新和發(fā)展了地面建設(shè)工藝技術(shù)。 以叢式井單管不加熱密閉集輸為主要流程 以井口功圖計(jì)量、井叢單管集油、油氣密閉集輸、原油三相分離、氣體綜合利用、穩(wěn)流閥組配水為主要技術(shù)內(nèi)容 以“井口（增壓點(diǎn)）接轉(zhuǎn)站聯(lián)合站”為主要布站方式,油井功

9、圖計(jì)量技術(shù)依據(jù)油井深井泵工作狀態(tài)與油井液量變化關(guān)系，建立抽油桿、油管、泵功圖的力學(xué)和數(shù)學(xué)模型，通過獲取示功圖數(shù)據(jù)，計(jì)算油井產(chǎn)液量。,功圖計(jì)量流程示意圖,二、油田集輸流程,功圖法計(jì)量技術(shù)的成功應(yīng)用，將計(jì)量點(diǎn)前移至井口，減少了計(jì)量管線，實(shí)現(xiàn)了“雙管流程”向“單管流程”的轉(zhuǎn)變。采用井口功圖計(jì)量、利用已建的通信平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)油井實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和檢測(cè)，為油田數(shù)字化管理創(chuàng)造了條件。,叢式井單管不加熱密閉集輸流程示意圖,二、油田集輸流程,三、注水流程,油田初期注水開發(fā)采用雙管注水流程（馬嶺油田），注水站至配水間敷設(shè)兩條干管，一條用于正常注水，另一條用于洗井。,1、雙管配水流程,2、單干管、小支線、活動(dòng)洗井注

10、水流程,三、注水流程,80年代末，根據(jù)安塞特低滲透油田日注量小、壓力高、洗井水量小、次數(shù)多的特點(diǎn)，采用了單干管小支線多井配水、活動(dòng)洗井注水工藝流程。該工藝將傳統(tǒng)的注洗分開，洗井由活動(dòng)洗井車現(xiàn)場(chǎng)完成，單井配注量在配水間內(nèi)進(jìn)行控制和計(jì)量。,西峰油田采用樹枝狀單干管穩(wěn)流閥組配水、活動(dòng)洗井注水工藝流程。穩(wěn)流配水技術(shù)利用穩(wěn)壓恒流和流量調(diào)節(jié)方式，在系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定的前提下，對(duì)單井配注量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使配注量相對(duì)恒定。適應(yīng)了快速滾動(dòng)建產(chǎn)的需要。實(shí)現(xiàn)了注水流程由集中配注改為分散配注，減少注水支線。,穩(wěn)流配水閥組,三、注水流程,3、單干管、小支線樹枝狀穩(wěn)流配水工藝,穩(wěn)流閥的特點(diǎn)： 1）克服串管配注流程中相互干擾

11、問題。 2）可以自動(dòng)調(diào)節(jié)注水量，無人值守。 3）可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸。 4）由集中配注改為分散配注，減少了注水支線。 5）依托井場(chǎng)布置，控制3-5口注水井。 6）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量小，工廠預(yù)置。,三、注水流程,清水管線: 20無縫鋼管 污水管線: 高壓玻璃鋼管 最高工作壓力：25MPa,三、注水流程,樹枝狀穩(wěn)流配水流程示意圖,目前在長(zhǎng)慶油田采出水基本做到了就地處理、就地回注。處理工藝主要采用是先除油、后除機(jī)雜分段處理方式?，F(xiàn)有三種除油方式： 1、除油罐除油工藝 2、氣浮式除油工藝 3、微生物除油工藝,四、采出水處理工藝,1、一級(jí)除油、二級(jí)過濾處理工藝：該流程目前應(yīng)用較多，處理后的采出水含油、懸浮

12、物、機(jī)雜等主要控制指標(biāo)均達(dá)到10mg/L以下。,采出水處理工藝流程圖,四、采出水處理工藝,采用氮?dú)庾鰹槿軞鈿庠?，配套化學(xué)混凝和絮凝技術(shù)以去除懸浮物和含油。2007年在部分站點(diǎn)應(yīng)用，含油低于5mg/l，懸浮物小于3mg/l。,2、氣浮式采出水處理工藝：,氣浮裝置,流程示意圖,四、采出水處理工藝,微生物除油技術(shù)一般應(yīng)用是在小區(qū)塊采出水生化處理，是在簡(jiǎn)易流程的基礎(chǔ)上增加微生物反應(yīng)池及沉淀池，利用適宜的菌種進(jìn)行除油。 在采出水中投加高效聯(lián)合菌群，其在高礦化度的油田采出水中具有很好的活性。經(jīng)過生化法處理后的凈化水含油量3mg/L，懸浮物16mg/L。,回注,緩沖罐,沉降罐,生化反應(yīng)池,排污池,沉淀池,凈

13、化 水罐,3、微生物除油工藝：,四、采出水處理工藝,第三部分：氣田地面工藝,一、氣田現(xiàn)狀,長(zhǎng)慶氣區(qū)從1993年開始在靖邊氣田試采，1997年開始規(guī)模建產(chǎn)，天然氣產(chǎn)量逐年增加，先后實(shí)現(xiàn)了向陜、寧、蒙、京、津及華東地區(qū)的供氣，形成了“油氣并舉，協(xié)調(diào)發(fā)展”的格局。 目前，長(zhǎng)慶氣田開發(fā)氣田有5個(gè)，包括靖邊、榆林、烏審旗、蘇里格氣田。,34,1、靖邊、烏審旗氣田： 產(chǎn)量53108m3/a。 2、榆林氣田： 1）長(zhǎng)北合作區(qū)：長(zhǎng)北合作區(qū)是殼牌與中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司共同勘探開發(fā)天然氣資源，產(chǎn)量30108m3/a； 2）榆林氣田南區(qū)：產(chǎn)量20108m3/a。 3、蘇里格氣田：產(chǎn)量44108m3/a。 4、子洲

14、-米脂氣田：產(chǎn)量5108m3/a。,烏審旗氣田,靖邊氣田,榆林氣田,子洲-米脂氣田,蘇里格氣田,一、氣田現(xiàn)狀,二、地面集輸工藝技術(shù),1、靖邊氣田,1）主體技術(shù)：高壓集氣、集中注醇、多井加熱、 間歇計(jì)量、小站脫水、集中凈化,36,MDEA脫硫,TEG脫水,2）集輸系統(tǒng)流程,1、靖邊氣田,三 多：多井集氣、多井注醇、多井加熱 三 簡(jiǎn)：簡(jiǎn)化井口、簡(jiǎn)化布站、簡(jiǎn)化計(jì)量 兩 小：小型橇裝脫水、小型發(fā)電 四集中：集中凈化、集中甲醇回收 集中監(jiān)控、集中污水處理,1、靖邊氣田,3）集氣工藝技術(shù)特點(diǎn)概括如下：,1、靖邊氣田,多井集氣：氣井在井口不經(jīng)過加熱、節(jié)流，通過采氣管線直接高壓常溫輸送到集氣站，在集氣站內(nèi)進(jìn)行

15、加熱節(jié)流、氣液分離和計(jì)量，再經(jīng)過脫水后進(jìn)入集氣干線。一座集氣站一般可轄井812口。,高壓采氣管線,多井加熱：一臺(tái)加熱爐加熱4口氣井。,多井集氣,多井加熱,4）集氣工藝,多井注醇:就是在集氣站設(shè)高壓注醇泵通過與采氣管線同溝敷設(shè)的注醇管線向井口和高壓采氣管線注入甲醇。,1、靖邊氣田,4）集氣工藝,簡(jiǎn)化井口:井口僅安裝高壓自動(dòng)安全保護(hù)裝置，通過前后壓差自動(dòng)關(guān)閉，無人值守。,保護(hù)器,簡(jiǎn)化計(jì)量:單井產(chǎn)量在集氣站內(nèi)總機(jī)關(guān)切換、定時(shí)計(jì)量。,1、靖邊氣田,4）集氣工藝,靖邊氣田二級(jí)布站示意圖,簡(jiǎn)化布站：采用數(shù)學(xué)模型優(yōu)化布站，確定了最優(yōu)的集氣半徑在6km以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化布站。,1、靖邊氣田,4）集氣工藝,小型橇

16、裝三甘醇脫水:集氣站采用集脫水、甘醇再生、甘醇循環(huán)一體化的三甘醇脫水裝置橇裝置。,小型天然氣發(fā)電：靖邊氣田自然環(huán)境惡劣，面積大，電網(wǎng)為集氣站供電投資巨大。每座集氣站配置2臺(tái)小型天然氣發(fā)電機(jī)，一用一備。,1、靖邊氣田,4）集氣工藝,三甘醇脫水工藝流程圖,分離器,閃蒸罐,TEG,吸收塔,重沸器,緩沖罐,濕天然氣,干氣,閃蒸氣,水汽,TEG冷卻器,TEG循環(huán)泵,再生塔,富液,貧液,補(bǔ)充貧液,燃料氣,集中凈化：靖邊氣田設(shè)置3座凈化廠對(duì)原料氣集中凈化處理，采用MDEA濕法脫硫和三甘醇脫水工藝，并對(duì)凈化工藝和溶液進(jìn)行了優(yōu)化和選擇。凈化氣達(dá)到國(guó)家天然氣二類指標(biāo)： 水露點(diǎn)：-130C(4.5MPa） ； 烴露

17、點(diǎn)：在交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，比環(huán)境溫度低50C； 硫化氫：20mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)體積101.325kPa，200C）； 總硫（以硫計(jì)）：200mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)體積101.325kPa，200C）； 二氧化碳：3%（v/v） ；,1、靖邊氣田,5）凈化工藝,MDEA脫硫脫碳工藝流程改進(jìn),增加空冷,增加產(chǎn)品、原料 氣換熱器,增加貧液過濾,集氣站拉運(yùn)污水,去水處理,甲醇污水儲(chǔ)罐,進(jìn)料泵,過濾器,冷凝器,回流罐,凈化污水儲(chǔ)罐,預(yù)加熱換熱器,加熱換熱器,塔底出水泵,釜式換熱器,加熱蒸汽,冷凝水,換熱器,回流泵,甲醇集中回收工藝： 在凈化廠內(nèi)配套建設(shè)甲醇集中回收裝置?；厥蘸笪鬯屑状己啃∮?.02%(

18、Wt%)，該工藝填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)氣開發(fā)污水處理方面的多項(xiàng)空白,6）甲醇回收工藝,工業(yè)污水集中處理技術(shù)： 在凈化廠建設(shè)工業(yè)污水集中處理廠，回收甲醇后的污水和凈化廠內(nèi)工業(yè)污水混合后采用生化處理，達(dá)到了污水零排放。,7）污水處理工藝,在靖邊模式的基礎(chǔ)上，提出了“進(jìn)一步減少集氣站數(shù)量、緩建地面系統(tǒng)”的建設(shè)思路，形成了以“節(jié)流制冷、低溫分離、前期小站脫水脫烴、后期集中凈化”為特點(diǎn)的榆林氣田地面建設(shè)模式。形成了獨(dú)具榆林氣田特色的“節(jié)流制冷、低溫分離、高效聚結(jié)、精細(xì)控制”主體低溫集氣工藝技術(shù)。,2、榆林氣田,低溫集氣工藝流程示意圖,節(jié)流制冷,井口,甲醇罐,井口來氣,加熱,換冷,預(yù)過濾,精細(xì)分離,計(jì)量,低溫分離,商

19、品天然氣外輸,聚結(jié)器,預(yù)過濾器,中期,早期,后期,50,采氣井口,集氣站,注醇泵,蘇里格氣田通過20012005年現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和研究，針對(duì)氣田的“三低”特點(diǎn)，地面工藝流程為：“井下節(jié)流，井口不加熱、不注醇，中低壓集氣，帶液計(jì)量，井間串接，常溫分離，二級(jí)增壓，集中處理”。,3、蘇里格氣田,51,1）、井場(chǎng)工藝：高低壓自動(dòng)截?cái)唷б河?jì)量、無線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳,增壓,2）、集氣站工藝流程,分離,總機(jī)關(guān)（混合、切換）,計(jì)量,外輸,采氣干管,集氣站工藝流程示意圖,天然氣處理采用外加冷源（丙烷）制冷、低溫分離脫油脫水工藝； 低溫分離效率是脫油脫水工藝的關(guān)鍵，選用低溫分離聚結(jié)分離的方式；,3).天然氣處理工藝,干線來氣,清管接收,液塞分離,增壓,壓力2.5MPa,外輸計(jì)量,計(jì)量,脫油脫水,處理廠總工藝流程示意圖,低溫分離脫油脫水工藝流程示意圖,4）、地面工藝主體工藝特點(diǎn),井下節(jié)流 地面簡(jiǎn)化 井間串接 二級(jí)增壓 數(shù)字化